Laboratorios Ambientales
Directrices para la Acreditación
MARZO 2009
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Laboratorios Ambientales
Diseño y diagramación: Marcelo Caiafa
Directrices para la Acreditación
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Carta - Prólogo
No existe gestión ambiental alguna sin mediciones. Y
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Agradecimientos
La demostración de que los resultados de un la-
boratorio son confiables es cad...
Directrices para la Acreditación
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Participantes en la elaboración
Redacción, coordinación y diseño:
Lic. Sandra Castro La...
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Laboratorios Ambientales
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Indice
Carta - PrólogoCarta - Prólogo.....................................................
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Laboratorios Ambientales
3	 Gráficos de control ...................................... 44
VIII Gestión de equipos y Cali...
Directrices para la Acreditación
9I. Marco Conceptual
I Marco Conceptual
1	 El laboratorio y el proceso de1	 El laboratori...
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Laboratorios Ambientales
3.2 Por parte del laboratorio, la provisión de3.2 Por parte del laboratorio, la provisión de
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Directrices para la Acreditación
11I. Marco Conceptual
Más detalladamente, el proceso de medida puede repre-
sentarse de a...
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Laboratorios Ambientales
pedir una evaluación independiente por parte depedir una evaluación independiente por parte de...
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13I. Marco Conceptual
13	InterrelacióndelospuntosdelanormaUNIT-ISO/IEC1702513	Interrelaci...
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1	 Revisión de los pedidos ofertas y1	 Revisión de los pedidos ofertas y
contratoscont...
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17III. Muestreo
III Muestreo
1	 Introducción. Conceptos básicos1	 Introducción. Conceptos...
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Laboratorios Ambientales
Figura 2. Etapas del muestreo en las distintas fases del
proceso analítico
3	 Los errores en e...
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19III. Muestreo
Tabla 1: Niveles metrológicos en el proceso de muestreo.
NIVEL METROLOGIC...
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Laboratorios Ambientales
blaciones a ser muestreadas junto a la mayor cantidad
y calidad de información histórica y pre...
Directrices para la Acreditación
21III. Muestreo
El cumplimiento de los cinco objetivos de calidad
del proceso de medida e...
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Laboratorios Ambientales
Los puntos 1, 4 y 5 requieren una descripción particu-
lar en función del área específica El p...
Directrices para la Acreditación
23IV. Selección y validación de los métodos analíticos
1	 Introducción1	 Introducción
La ...
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Laboratorios Ambientales
b)	 En muchas ocasiones la situación no es tan favo-
rable y el método encontrado sólo satisfa...
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25IV. Selección y validación de los métodos analíticos
4	 Tipos de validación4	 Tipos de ...
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Cabe destacar además, por ejemplo los gráficos de
control son parámetros de calidad utilizados...
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27IV. Selección y validación de los métodos analíticos
c)	 Análisis de muestras adicionad...
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6.4	 Capacidades de detección6.4	 Capacidades de detección
Lo que determina la capacidad de un...
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29IV. Selección y validación de los métodos analíticos
6.4.4	 Limite de cuantificación
El...
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Laboratorios Ambientales
analito es el responsable de la señal medida, se deno-
mina especificidad.
El concepto de sele...
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31IV. Selección y validación de los métodos analíticos
8	 Resumen8	 Resumen
Es recomendab...
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  1. 1. Laboratorios Ambientales Directrices para la Acreditación MARZO 2009
  2. 2. 2 Laboratorios Ambientales Diseño y diagramación: Marcelo Caiafa
  3. 3. Directrices para la Acreditación 3 Carta - Prólogo No existe gestión ambiental alguna sin mediciones. Y no hay mediciones si no existe confianza en los resul- tados de las mismas. La exacta simplicidad de estas afirmaciones contrasta, sin embargo, con las dificultades para alcanzar ambos extremos. Y si pensamos en entidades como los labo- ratorios, cumplir con estos requisitos es absolutamente imprescindible. El Laboratorio Ambiental de la DINAMA trabaja, desde hace años, en el fortalecimiento de las capacidades técnicas de las instituciones instaladas en el país, a través de la Red de Laboratorios Ambientales del Uru- guay (RLAU). Al mismo tiempo, ha invertido considerables esfuerzos en legitimarse a sí mismo, mejorando el nivel técnico – profesional de sus funcionarios, incorporando sistemá- ticamente nuevas técnicas y nuevos equipamientos, y generando credibilidad y confiabilidad en los resultados que produce (el Laboratorio de la DINAMA cuenta, des- de hace ya varios años, con certificación ISO 9001). Cumpliendo con las obligaciones emanadas del lide- razgo que ejerce en el sector, el Laboratorio Ambien- tal de la DINAMA, en cooperación con el Organismo Uruguayo de Acreditación (OUA), da un paso más en el fortalecimiento y apoyo a las instituciones del sec- tor, al publicar este trabajo que será, sin dudas, una guía fundamental para que los laboratorios nacionales avancen en los procesos de acreditación en gestión de la calidad. Esta publicación es una orientación conceptual para la acreditación según la norma internacional ISO/IEC 17025:2005 “Requisitos generales para la compe- tencia de los laboratorios de ensayo y calibración”, que establece los requisitos a cumplir para acreditar la competencia de los laboratorios de ensayo y cali- bración. Su obtención supone no sólo el manejo de determi- nada técnica analítica sino la acreditación –por tercera parte y de carácter internacional— de la competencia en su uso. Es sumar al saber el reconocimiento impar- cial del conocimiento adquirido y esto, en el escenario actual, no es un elemento menor. Y para la DINAMA en particular, el impulsar el desa- rrollo de las capacidades nacionales de análisis y ges- tión ambiental, facilitando el crecimiento y madurez del sector, es cumplir con su rol y vocación institucional. Ing. Agr. Alicia Torres Directora Nacional de Medio Ambiente
  4. 4. 4 Laboratorios Ambientales Agradecimientos La demostración de que los resultados de un la- boratorio son confiables es cada vez más difícil de lograr, a la luz del incremento de las exigencias de los usuarios de la información. Hoy en día, la acre- ditación de ensayos evoluciona muy rápidamente, convirtiéndose en el elemento relevante para el re- conocimiento formal de la competencia de un labo- ratorio, siendo entonces una herramienta que con- tribuye a garantizar la confianza de los resultados analíticos generados por los laboratorios Esta realidad motiva a que en el marco de la Red de Laboratorios Ambientales del Uruguay (rlau) surja la inquietud de elaborar un documento cuyo objetivo principal sea facilitar la implementación de sistemas de gestión de calidad en los laboratorios tendientes a la acreditación, a fin de garantizar la adecuación a requerimientos nacionales e internacionales, y ase- gurar la confiabilidad de los resultados, permitiendo así mejorar y mantener la eficacia, eficiencia de los laboratorios de análisis. Es así como se conforma entonces un grupo de tra- bajo con aquellos laboratorios integrantes de la rlau con vasta experiencia en la temática y que se sintieron motivados por este proyecto, contando para ello con la coordinación del OUA y el Laboratorio Ambiental de DINAMA. El grupo de trabajo realizó varias reuniones a lo largo de casi un año y fue responsable de la redac- ción de los diferentes capítulos de la guía. Esta guía, producto entonces de un trabajo interinsti- tucional e interdisciplinario, y que contó con el apoyo institucional y económico de la DINAMA, pretende, re- coger y compartir las lecciones aprendidas y el conoci- miento de laboratorios nacionales con experiencia en la implementación de normativas de acreditación y certi- ficación, de manera de facilitar el camino para aquellos laboratorios que estén iniciando dicho proceso. Por el apoyo y la perseverancia que llevó a que esto sea posible es que queremos agradecer la invalorable colaboración de todas las personas que contribuyeron en la elaboración de este documento: Ing Qca. Liliane Somma Directora Ejecutiva OUA Lic. Sandra Castro Scarone Jefa Laboratorio Ambiental DINAMA -MVOTMA
  5. 5. Directrices para la Acreditación 5 Participantes en la elaboración Redacción, coordinación y diseño: Lic. Sandra Castro Laboratorio Ambiental DINAMA Q F Patricia Simone Laboratorio Ambiental DINAMA Bach. Soledad Andrade Laboratorio Ambiental DINAMA Q.F. Natalia Barboza Laboratorio Ambiental DINAMA M.Sc. Qco. Gualberto Trelles Laboratorio ECOTECH Ing Alim Agustín D´Angelo Laboratorio Microbiológico ZENG Ing Qca Liliane Somma Organismo Uruguayo de Acreditación Revisión y comentarios: M.Sc. Maria Teresa Derregibus Comité de Acreditación del OUA José Pedro Díaz Asesor en Comunicación de DINAMA
  6. 6. 6 Laboratorios Ambientales
  7. 7. Directrices para la Acreditación 7 Indice Carta - PrólogoCarta - Prólogo......................................................................................................33 AgradecimientosAgradecimientos................................................................................................44 Participantes en la elaboraciónParticipantes en la elaboración................................................55 IndiceIndice......................................................................................................................................77 I Marco ConceptualI Marco Conceptual......................................................................................99 1 El laboratorio y el proceso de decisiones en el marco de la sustentabilidad ambiental........... 9 2 Las cualidades de las mejores decisiones..... 9 3 Requisitos de las diferentes partes................ 9 4 El proceso de medida: un enfoque sistémico y de procesos...............................................10 5 Objetivos de calidad......................................10 6 La validez del proceso de medida: Método y protocolo.......................................................10 7 Anatomía y funcionamiento del proceso de medida..........................................................10 8 Gestionar el proceso de medida...................11 9 La demostración de la competencia técnica.11 10 El valor de la acreditación.............................12 11 Aseguramiento de la calidad de los resultados de ensayo ....................................................12 12 Requisitos del ensayo...................................12 13 Interrelación de los puntos de la norma UNIT- ISO/IEC 17025..............................................13 II Interacción con el clienteII Interacción con el cliente ........................................................1155 1 Revisión de los pedidos ofertas y contratos..15 2 Servicios al cliente.........................................15 3 Quejas...........................................................15 III MuestreoIII Muestreo..............................................................................................................1177 1 Introducción. Conceptos básicos..................17 2 El proceso analítico y las diferentes operacio- nes de muestreo involucradas......................17 3 Los errores en el proceso de muestreo........18 4 Principios claves del muestreo......................19 IV Selección y validación de los métodosIV Selección y validación de los métodos analíticosanalíticos ..........................................................................................................2233 1 Introducción ................................................ 23 2 Selección de los métodos............................ 23 3 Concepto de validación de un método analíti- co ................................................................24 4 Tipos de validación ..................................... 25 5 Planificación de la validación........................ 25 6 Parámetros de calidad................................. 25 7 Otras características de los métodos analíti- cos............................................................... 30 8 Resumen.......................................................31 9 Validación de métodos microbiológicos........31 V Materiales de referenciaV Materiales de referencia ..........................................................3333 1 Introducción................................................. 33 2 Aplicaciones en general............................... 33 3 Aplicación de los MRC................................. 33 4 Clasificación de los materiales de referencia.33 5 Materiales de referencia no certificados....... 34 6 Gestión de Materiales de referencia certifica- dos............................................................... 34 7 Criterios de selección................................... 34 8 Problemas relacionados con los MRC......... 35 9 Gestión de adquisición y recepción de los MRC............................................................. 35 10 Registro, almacenamiento y empleo de los MRC............................................................. 36 VI Ensayos de aptitudVI Ensayos de aptitud ..........................................................................3399 1 Introducción................................................. 39 2 Usos de los Ensayos de Aptitud (EA)........... 39 3 Diferentes tipos de ensayos de aptitud ...... 39 4 Selección y uso de EA ............................... 39 5 Criterios de selección................................... 40 6 Listado de proveedores aceptados por el OUA:............................................................ 40 7 Problemas relacionados con los EA............. 40 8 Gestión de adquisición y recepción de los EA...........................................................40 9 Registro, almacenamiento y empleo de los EA...........................................................40 10 Política del OUA ...........................................41 11 Como participar en los EA............................41 12 Como interpretar los resultados de un ensayo interlaboratorio..............................................41 VII Actividades de control interno de laVII Actividades de control interno de la calidadcalidad....................................................................................................................4433 Actividades de control ........................................ 43 1 Análisis de blancos...................................... 43 2 Análisis de muestras de control .................. 43
  8. 8. 8 Laboratorios Ambientales 3 Gráficos de control ...................................... 44 VIII Gestión de equipos y CalibraciónVIII Gestión de equipos y Calibración........................4477 1 Medidas de masa, pesas y balanzas analíti- cas................................................................47 2 Material Volumétrico......................................47 3 Métodos Analíticos ...................................... 48 4 Gestión de los equipos................................ 49 IX Metrología y TrazabilidadIX Metrología y Trazabilidad......................................................5533 1 Estructura metrológica................................. 53 2 Metrología en química.................................. 53 3 Trazabilidad ................................................. 53 X Errores e incertidumbreX Errores e incertidumbre..............................................................5577 1 Introducción................................................. 57 2 Teoría de los errores en química analítica.... 57 3 Significado y utilidad de la incertidumbre..... 59 4 Estimación de la incertidumbre sin considerar la etapa de muestreo................................... 60 5 Estimación de la incertidumbre considerando la etapa de muestreo. Enfoque empírico...... 63 XI Recursos para la GestiónXI Recursos para la Gestión......................................................6655 1 Personal (factores humanos)........................ 65 2 Instalaciones y condiciones ambientales..... 66 3 Manipulación de objetos de ensayo y calibra- ción ............................................................. 68 4 Informe de los resultados............................. 69 5 Subcontratación de ensayos........................ 69 6 Compras de servicios y suministros............. 69 7 Organización................................................ 69 8 Sistema de gestión.......................................70 9 Control de documentos................................70 10 Control de los registros.................................70 11 Control de no conformidades........................71 12 Acciones correctivas.....................................71 13 Acciones preventivas....................................71 14 Auditorias internas.........................................71 15 Revisiones por la Dirección...........................71 16 Mejora...........................................................72 XII La AcreditaciónXII La Acreditación......................................................................................7733 1 La Acreditación en el Uruguay ....................73 2 Requisitos para la organización de un orga- nismo de Acreditación y su reconocimiento internacional .................................................73 3 ¿Qué es un Acuerdo de Reconocimiento Mutuo (ARM) o Multilateral Recognition Agre- ement (MLA) entre organismos de acredita- ción?.............................................................73 4 ¿Cuales son esas organizaciones regionales e internacionales que agrupan a los organismos de acreditación?...........................................74 5 Proceso de acreditación del OUA.................74 Anexo 1Anexo 1..........................................................................................................................7755 Anexo 2Anexo 2..........................................................................................................................7766 Anexo 3Anexo 3..........................................................................................................................7777 Anexo 4Anexo 4..........................................................................................................................7799 Anexo 5Anexo 5..........................................................................................................................8800 XIII Terminología y DefinicionesXIII Terminología y Definiciones............................................8811 XIV BibliografíaXIV Bibliografía ................................................................................................8833
  9. 9. Directrices para la Acreditación 9I. Marco Conceptual I Marco Conceptual 1 El laboratorio y el proceso de1 El laboratorio y el proceso de decisiones en el marco de ladecisiones en el marco de la sustentabilidad ambientalsustentabilidad ambiental La razón de ser de la generación de resultados es la posterior toma de decisiones a realizar con los mis- mos, por lo que la actividad de un laboratorio de aná- lisis químicos ambientales está siempre, más o menos directamente relacionada a un proceso de toma de decisiones. En este proceso, el laboratorio puede ser tercera parte o formar parte del equipo que participa en las decisio- nes. Para cualquiera de los dos casos, siempre existe un usuario a quien los resultados son proporcionados, siendo esta información una parte crítica del proceso de decisión. Las conclusiones tomadas con los resultados, siempre supondrán un balance de riesgos que debe contem- plar la asignación de recursos y los posibles efectos sobre el ambiente y la salud humana de decisiones adoptadas con información incompleta o errónea. La razón de ser del laboratorio es por tanto, proLa razón de ser del laboratorio es por tanto, pro-- porcionar resultados confiables tanto para esteporcionar resultados confiables tanto para este usuario, como para la sociedad, la cual parcial ousuario, como para la sociedad, la cual parcial o totalmente, será en última instancia la que estarátotalmente, será en última instancia la que estará involucrada en los beneficios o perjuicios ocasioinvolucrada en los beneficios o perjuicios ocasio-- nados por las decisiones.nados por las decisiones. Estos resultados afectarán entonces de una manera u otra la sustentabilidad ambiental, entendida ésta como una construcción social definida por la interacción de dimensiones físico-químicas-biológicas, sociales, eco- nómicas y políticas. 2 Las cualidades de las mejores2 Las cualidades de las mejores decisionesdecisiones Entre el laboratorio que genera la información y el usua- rio de la misma que la demanda existe una interfase. En ella se desarrolla un proceso de intercambio deproceso de intercambio de información entre usuario y proveedor del servicioinformación entre usuario y proveedor del servicio que resulta crítico para la eficacia de las decisioque resulta crítico para la eficacia de las decisio-- nes adoptadas y para la propia selección de la denes adoptadas y para la propia selección de la de-- cisión a tomar.cisión a tomar. Las decisiones pueden o no corresponderse al esque- ma de aceptación-rechazo de una hipótesis previa. Esta opción surge cuando se trata de comparar el valor de un mensurando ambiental con un valor normalizado o con un valor que surge de otro proceso de medida. En otras oportunidades, cuando los resultados provis- tos por el laboratorio forman parte de la gestión de un proyecto, proceso o sistema complejo, los mecanismos de decisión pueden estar asociados a la evaluación de modelos o comportamientos espaciales-temporales a corto, mediano o largo plazo. La eficacia de este proceso implica que: a. el intercambio de información en cada etapa del proceso (desde la definición de la decisión hasta la recepción de resultados por el usua- rio) sea efectivo. b. los resultados provengan de un sistema analí- tico confiable. c. las características de los métodos de mues- treo y ensayo empleados los hagan aptos para satisfacer las necesidades del usuario, lo que equivale a afirmar que sean un buen soporte para su decisión. La cualidad de los resultados analíticos que los ha- cen aptos para la toma de decisiones eficaces es lo que se llama calidad de los resultados y es lo que los hace confiables. 3 Requisitos de las diferentes partes3 Requisitos de las diferentes partes 3.1 Por parte del usuario, la capacidad de3.1 Por parte del usuario, la capacidad de demandar resultados confiables implica:demandar resultados confiables implica: 1 Conocer y entender la decisión, el objetivo del plan o proyecto y los límites espacio-tempora- les del sistema involucrado El desarrollo de un modelo conceptual es una herramienta útil para este propósito 2 Conocer y entender la situación real, los efec- tos más probables sobre el medio ambiente a evaluar y la legislación vigente en tal sentido. 3 Entender el proceso de medida químico, su significado e interpretación y las herramientas matemáticas a seleccionar, en especial las vin- culadas a la quimiometría. 4. Abarcar una visión multi y transdisciplinaria que integre diversas áreas del conocimiento, no olvidando los principios disciplinarios invo- lucrados en la decisión 5. Aprovechar la intuición y la experiencia, como así también , el sentido común y la capacidad de pensamiento holístico integrador.
  10. 10. 10 Laboratorios Ambientales 3.2 Por parte del laboratorio, la provisión de3.2 Por parte del laboratorio, la provisión de resultados confiables implica:resultados confiables implica: 1 Comprender y/o ayudar a definir los requisi- tos analíticos implícitos en las necesidades del cliente. 2. Ser capaz de realizar un proceso de medida quí- mico válido de acuerdo a estas necesidades. 3 Poseer un sistema analítico que haga posible lo anterior. 4 El proceso de medida: un enfoque4 El proceso de medida: un enfoque sistémico y de procesossistémico y de procesos El sistema analítico puede entenderse como elEl sistema analítico puede entenderse como el conjunto de circunstancias y elementos que conconjunto de circunstancias y elementos que con-- tribuyen a la calidad de los resultados analíticos,tribuyen a la calidad de los resultados analíticos, tales como equipos analíticos y de muestreo, protales como equipos analíticos y de muestreo, pro-- cedimientos de muestreo y análisis, reactivos, macedimientos de muestreo y análisis, reactivos, ma-- teriales de ensayos, la calificación y entrenamientoteriales de ensayos, la calificación y entrenamiento del personal, el ambiente y las medidas de asegudel personal, el ambiente y las medidas de asegu-- ramiento de la calidad de los resultados.ramiento de la calidad de los resultados. Dentro de este sistema, existen una serie de procesos interconectados que deben contribuir a la obtención de resultados confiables. El proceso químico de medida es el proceso principal sobre los que descansa esta confiabilidad. Este proceso, que no transcurre exclusivamente dentro del laboratorio, abarca básicamente tres etapas interde- pendientes: Muestreo• Preparación de la muestra• Análisis• El objetivo central del proceso es obtener resulta- dos representativos de la porción del universo a estudio, es decir resultados que describan numé- ricamente con una aproximación buscada los valores de ciertos mensurandos predefinidos para esta porción también llamada población. 5 Objetivos de calidad5 Objetivos de calidad Para satisfacer lo anterior, este proceso de medida debe reunir necesariamente las siguientes cinco ca- racterísticas u objetivos de calidad: 1. Poder representarse estadísticamente median- te el uso de variables aleatorias. 2. Estar bajo control estadístico es decir los pará- metros poblacionales deben estar definidos y no cambiar significativamente durante el mismo. 3. Ser capaz de realizar medidas trazables a pa- trones de referencia. 4. Ser capaz de producir resultados con una pre- cisión y sesgo de acuerdo a los requisitos del usuario de los datos. Esto equivale a la fijación de una incertidumbre objetivo para los datos. 5. Poseer determinadas características denomina- das de desempeño como: selectividad, espe- cificidad, rango de medida, robustez, límite de detección y límite de cuantificación entre otras. 6 La validez del proceso de medida:6 La validez del proceso de medida: Método y protocoloMétodo y protocolo El cumplimiento de los cinco objetivos de calidadEl cumplimiento de los cinco objetivos de calidad del proceso de medida enunciados requiere que eldel proceso de medida enunciados requiere que el mismo pueda ser reproducido y por lo tanto commismo pueda ser reproducido y por lo tanto com-- prendido en sus detalles por cualquier operadorprendido en sus detalles por cualquier operador calificado del mismo. Este requisito sólo puede alcalificado del mismo. Este requisito sólo puede al-- canzarse mediante un conjunto completo de direccanzarse mediante un conjunto completo de direc-- tivas definitivas que deben seguirse sin excepción.tivas definitivas que deben seguirse sin excepción. A este conjunto de directivas le llamamos ProtocoA este conjunto de directivas le llamamos Protoco-- lo de Análisis o Procedimiento Estandarizado delo de Análisis o Procedimiento Estandarizado de Operación.Operación. El protocolo es el nivel más específico de definición del proceso analítico Un nivel más genérico se correspon- de a los denominados Métodos de ensayo. La demostración planificada, documentada y sistemá- tica de las características de los resultados analíticos que los hacen aptos para la toma de decisiones efica- ces para un usuario específico es lo que denominamos validación. La validación de un método requerirá un mayor nivel de reproducibilidad y por lo tanto de la par- ticipación de varios laboratorios, operadores, equipos y otras condiciones significativas que afecten la calidad de los resultados. La validación de un protocolo de ensayo puede reali- zarse en un solo laboratorio aunque requerirá necesa- riamente la incorporación de la trazabilidad de la medi- da y su dispersión (incertidumbre) a través del uso de materiales de referencia certificados u otras estrategias para la estimación del sesgo de la medida. 7 Anatomía y funcionamiento del7 Anatomía y funcionamiento del proceso de medidaproceso de medida Como se ha mencionado anteriormente, la anatomía básica del proceso de medida comprende la conside- ración integral del protocolo o el método y no su defi- nición aislada. Es decir, la obtención de datos representativos requie- re que los resultados obtenidos en el proceso de me- dida involucren muestreo, tratamiento de la muestra en el laboratorio y análisis químico.
  11. 11. Directrices para la Acreditación 11I. Marco Conceptual Más detalladamente, el proceso de medida puede repre- sentarse de acuerdo al diagrama de flujo de la figura 1. Cada una de las etapas del proceso involucra la in- corporación de errores que se van acumulando hasta llegar al resultado final. Por lo tanto, el proceso analítico al reproducirse para medir un valor considerado verda- dero de un mensurando, no generará un único valor del mismo sino una serie de valores dispersos ya que los errores no tendrán siempre la misma magnitud y signo. Al número que caracteriza la dispersión de estos valo- res se le denomina incertidumbre de la medida. La incertidumbre es pues un valor compuesto por dife- rentes contribuciones que no deben separarse al mo- mento de evaluar la calidad de un resultado. El concepto de incertidumbre incorpora el conceptoEl concepto de incertidumbre incorpora el concepto de probabilidad a la medida. Con este enfoque, el vade probabilidad a la medida. Con este enfoque, el va-- lor fijo del mensurando se substituye por un intervalolor fijo del mensurando se substituye por un intervalo de valores, dentro del cual con determinada probabide valores, dentro del cual con determinada probabi-- lidad, o nivel de confianza, se encuentra el valor verlidad, o nivel de confianza, se encuentra el valor ver-- dadero del mensurando.dadero del mensurando. Figura 1: Esquema del proceso de medida 8 Gestionar el proceso de medida8 Gestionar el proceso de medida Gestionar el proceso de medida es realizar eficazmente las actividades planificadas en el mismo para cumplir con los objetivos de calidad definidos comprobando luego el nivel de eficacia alcanzado. La eficacia de la realización está relacionada a una ade- cuada gestión de la frecuencia con que los objetivos de calidad no son alcanzados.(frecuencia de fallas) Esta gestión, también denominada aseguramiento de la calidad involucra todos los aspectos críticos que in- ciden en la obtención de resultados confiables y sus principios han sido desarrollados a partir de diferentes enfoques y formalizados a través de diferentes Proto- colos o Normas. Una de ellas y tal vez la que haya al- canzado mayor amplitud en su aceptación es la Norma UNIT- ISO/IEC 17025. 9 La demostración de la competencia9 La demostración de la competencia técnicatécnica Dentro de los enfoques más ampliamente reconocidos y usados en ensayos químicos se hallan: 1 UNIT- ISO/IEC 17025UNIT- ISO/IEC 17025 Esta norma evalúa la competencia técnica de los laboratorios para llevar a cabo un ensayo o calibración específi- ca y es usada por los organismos de acredita- ción en todo el mundo como requisito para la acreditación de laboratorios. 2 UNIT- ISO 9001UNIT- ISO 9001 Esta norma está relacionada básicamente con la gestión de la calidad, para instalaciones que producen o proveen servi- cios que pueden incluir ensayos químicos. 3 Los principios de las buenas prácticas deLos principios de las buenas prácticas de laboratorio (GLP).laboratorio (GLP). Estas guías se preocupan del proceso organizacional y de las condicio- nes bajo las cuales los estudios de los labora- torios relacionados con determinados trabajos regulatorios son llevados a cabo. 4 Gestión de la calidad total (por sus siglasGestión de la calidad total (por sus siglas en inglés TQM, total quality managment).en inglés TQM, total quality managment). Este enfoque es el más reciente en su incorporación y pone énfasis en la mejora continua y en el con- cepto de calidad enfocado hacia el cliente. Un laboratorio, puede decidir diseñar sus propiosUn laboratorio, puede decidir diseñar sus propios procedimientos para el aseguramiento de la caliprocedimientos para el aseguramiento de la cali-- dad o puede seguir uno de los protocolos anteriodad o puede seguir uno de los protocolos anterio-- res. En el último caso, puede declarar informalmenres. En el último caso, puede declarar informalmen-- te su cumplimiento del protocolo o norma o puedete su cumplimiento del protocolo o norma o puede
  12. 12. 12 Laboratorios Ambientales pedir una evaluación independiente por parte depedir una evaluación independiente por parte de un organismo experto oficial, con la consiguienteun organismo experto oficial, con la consiguiente ganancia de declaración independiente de su sisganancia de declaración independiente de su sis-- tema de calidad y competencia técnica.tema de calidad y competencia técnica. Esa evaluación independiente, se conoce comoEsa evaluación independiente, se conoce como acreditación. El mecanismo de acreditación impliacreditación. El mecanismo de acreditación impli-- ca que técnicos especializados evalúan regular yca que técnicos especializados evalúan regular y planificadamente todos aquellos factores que inplanificadamente todos aquellos factores que in-- fluyen en la obtención de los resultados confiables,fluyen en la obtención de los resultados confiables, de acuerdo a estándares y procedimientos normade acuerdo a estándares y procedimientos norma-- lizados adoptados por el laboratorio en conformilizados adoptados por el laboratorio en conformi-- dad con la norma UNIT- ISO /IEC 17025.dad con la norma UNIT- ISO /IEC 17025. 10 El valor de la acreditación10 El valor de la acreditación Ni el aseguramiento de la calidad ni ningún mecaNi el aseguramiento de la calidad ni ningún meca-- nismo de evaluación independiente puede garantizarnismo de evaluación independiente puede garantizar que un 100% de los resultados individuales seránque un 100% de los resultados individuales serán confiablesconfiables o correctos. Hay dos razones para esto: 1 Los errores pueden ocurrir, cuando por1 Los errores pueden ocurrir, cuando por ejemplo, los resultados para dos muestrasejemplo, los resultados para dos muestras se mezclan.se mezclan. En un laboratorio bien dirigido, la frecuenciaEn un laboratorio bien dirigido, la frecuencia de los errores puede ser chica, pero no cero.de los errores puede ser chica, pero no cero. 2 Ocurren errores aleatorios y sistemáticos,2 Ocurren errores aleatorios y sistemáticos, lo que lleva a cierta incertidumbre en un relo que lleva a cierta incertidumbre en un re-- sultado de medida.sultado de medida. La probabilidad de que un resultado caiga dentro del rango de incerti- dumbre planificado depende del nivel de con- fianza empleado, pero nuevamente, aún en un laboratorio bien gestionado pueden ocasional- mente ocurrir resultados desviados y muy oca- sionalmente la desviación puede ser mayor. Sin embargo, también es cierto que si un laboratorio está acreditado el mismo ha alcanzado un nivel prees- tablecido de competencia técnica para efectuar tipos específicos de actividades de ensayo o calibración. El resultado es el aseguramiento de que el laboratorio es capaz de producir resultados que son correctos, traza- bles y reproducibles, componentes críticos en la toma de decisiones. Es por esto que en áreas particulares de ensayo, la acreditación es a veces obligatoria aunque general- mente, el laboratorio está libre para elegir que medidas de aseguramiento de la calidad (AC) desea adoptar. La ruta de la evaluación independiente, tiene reconocidas ventajas, particularmente cuando los clientes del labo- ratorio requieren evidencia objetiva de la competencia técnica del laboratorio. 11 Aseguramiento de la calidad de los11 Aseguramiento de la calidad de los resultados de ensayoresultados de ensayo El cumplimiento de los requisitos de la Norma UNIT- ISO/IEC 17025 necesarios para lograr la acreditación están todos orientados a lograr el aseguramiento de la calidad de los resultados de ensayo que llevarán a poder dar confianza en los datos que se usarán en la toma de decisiones. El aseguramiento de la calidad es una estrategia deEl aseguramiento de la calidad es una estrategia de carácter preventivo lo cual implica un seguimientocarácter preventivo lo cual implica un seguimiento planificado y revisado, con uso de materiales deplanificado y revisado, con uso de materiales de referencia certificados o secundarios, con comreferencia certificados o secundarios, con com-- paraciones ínterlaboratorio o ensayos de aptitud,paraciones ínterlaboratorio o ensayos de aptitud, con ensayos o calibraciones replicadas usando elcon ensayos o calibraciones replicadas usando el mismo método u otro, con recalibraciones o reenmismo método u otro, con recalibraciones o reen-- sayos y con correlación de resultados.sayos y con correlación de resultados. Junto a lo anterior se deben tener procedimientosJunto a lo anterior se deben tener procedimientos de control de la calidad para hacer el seguimientode control de la calidad para hacer el seguimiento de la validez de ensayos/ calibraciones, registrarde la validez de ensayos/ calibraciones, registrar los datos de manera de poder detectar tendenciaslos datos de manera de poder detectar tendencias y usar técnicas estadísticas para la revisión de losy usar técnicas estadísticas para la revisión de los resultados.resultados. Posteriormente los resultados del control de calidad deben ser revisados y si no satisfacen criterios pre- definidos, entonces tomar acciones planificadas para corregir el problema y lograr así no dar resultados no conformes. 12 Requisitos del ensayo12 Requisitos del ensayo Los factores a tener en cuenta que determinan que el valor de los ensayos sea el correcto y confiable, son los siguientes: Requisitos del cliente y capacidad para rea-• lizar el ensayo Muestreo• Métodos y su validación• Equipos• Trazabilidad de las mediciones• Manipulación de ítems de ensayo• Insumos• Factores humanos• Local y condiciones ambientales• Estos factores contribuyen en diferente magnitud a la incertidumbre total de la medición por lo que deben ser tenidos en cuenta al realizar el cálculo de la misma.
  13. 13. Directrices para la Acreditación 13I. Marco Conceptual 13 InterrelacióndelospuntosdelanormaUNIT-ISO/IEC1702513 InterrelacióndelospuntosdelanormaUNIT-ISO/IEC17025
  14. 14. 14 Laboratorios Ambientales
  15. 15. Directrices para la Acreditación 15 1 Revisión de los pedidos ofertas y1 Revisión de los pedidos ofertas y contratoscontratos LaLa provisión de resultados confiables por parte delprovisión de resultados confiables por parte del laboratorio implica la definición de los requisitoslaboratorio implica la definición de los requisitos analíticos implícitos en las necesidades del clienteanalíticos implícitos en las necesidades del cliente y la capacidad de desarrollar un proceso analíticoy la capacidad de desarrollar un proceso analítico válido para satisfacer estasválido para satisfacer estas necesidades.necesidades. El objetivo de realizar la revisión de los pedidos, ofertas o contratos, es asegurar que los requisitos, incluidos los métodos, estén adecuadamente definidos y ver si el laboratorio tiene la capacidad y los recursos para cumplir con ellos y puede seleccionar el método de ensayo o calibración apropiado (esto se trata con ma- yor profundidad en el apartado Selección de métodos, capítulo Validación). El contrato debe estar claro con el cliente y se debe resolver cualquier diferencia entre pedido y contrato antes de iniciar el trabajo. Los requisitos definidos deben estar documentados y entendidos, para así elegir el método adecuado y esta- blecer y mantener procedimientos. En caso de trabajo subcontratado hay que informar al cliente, así como de cualquier desviación en relación al contrato acordado. Se deben mantener registros de las revisiones realiza- das y de las comunicaciones mantenidas con el cliente. Si los requisitos del cliente están mal o pobremenSi los requisitos del cliente están mal o pobremen-- te definidos, la calidad de los resultados puede serte definidos, la calidad de los resultados puede ser insuficiente o nula aunque los requisitos técnicosinsuficiente o nula aunque los requisitos técnicos estén conforme a lo planificado.estén conforme a lo planificado. La calidad es un proceso integral de satisfacciónLa calidad es un proceso integral de satisfacción del cliente del cual el aspecto técnico es solo unadel cliente del cual el aspecto técnico es solo una parte.parte. 2 Servicios al cliente2 Servicios al cliente El objetivo es la satisfacción del cliente por lo que hay que cooperar con ellos además de aclarando los pedi- dos, como se vio, haciendo el seguimiento del desem- peño de los procesos, asegurando la confidencialidad, manteniendo la comunicación y realizando encuestas de satisfacción a los mismos. Se debe por lo tanto procurar información de retorno tanto positiva como negativa que debe usarse y anali- zarse para mejorar el SGC y las actividades de ensayo. 3 Quejas3 Quejas El objetivo de tener políticas, procedimientos y gestio- nar las quejas, es asegurar la toma de acciones para la resolución de las mismas. Las quejas pueden ser de los clientes o de otras partes. Se deben mantener registros de las mismas y de las acciones correctivas derivadas. Si el cliente plantea desviaciones esto debe ser registrado y comunicado al personal que corres- ponda para su solución. II Interacción con el cliente II. Interacción con el cliente
  16. 16. 16 Laboratorios Ambientales
  17. 17. Directrices para la Acreditación 17III. Muestreo III Muestreo 1 Introducción. Conceptos básicos1 Introducción. Conceptos básicos En el marco conceptual sobre el que se basa la Norma UNIT- ISO/IEC 17025, la idea de muestreo está íntima- mente ligado a la rama de la estadística denominada Inferencia Estadística (Ver capitulo incertidumbre). Apoyándose en el cálculo de probabilidades (desde el punto de vista frecuencial) y a partir de datos muestra- les estima una característica de una población o toma una decisión referente a ella, fundamentándose sólo en los resultados de la muestra. Como se recordaráComo se recordará en lo expresado en el capituen lo expresado en el capitu-- lo introductorio, el proceso analítico se consideralo introductorio, el proceso analítico se considera integrado por tres etapas principales: Muestreo,integrado por tres etapas principales: Muestreo, preparación de la muestra y Análisis.preparación de la muestra y Análisis. Cuando se trata de la etapa de Análisis, los datos muestrales a partir de los cuales se toma la decisión, son el resultado numérico de una cantidad finita de réplicas de un ensayo químico determinado y se los considera variables aleatorias, es decir producto de un experimento aleatorio: el ensayo químico. Cuando se trata de la etapa que denominamos Mues- treo, los datos muestrales son un conjunto finito de porciones del universo físico a estudio (población) a partir del cual se estima una característica determinada de la población. La aleatoriedad de los valores asignados a estas por- ciones físicas que constituyen la muestra está rela- cionada, al igual que en el caso analítico a que sean producto de un experimento aleatorio: el muestreo. O sea, las porciones (o muestras primarias) que integran la muestra deben reunir dos características: 1. Todo conjunto de porciones tiene que tener la misma probabilidad de ser seleccionado 2. La probabilidad de extraer una o varias porcio- nes no debe depender de las porciones extraí- das anteriormente. Este diseño, llamado también estadístico o probabilís- tico, es el único que tiene sentido cuando se trata de estimar parámetros poblacionales y dotar a estas es- timaciones de indicadores de calidad de la estimación como es el intervalo de confianza expresado como in- certidumbre de los resultados. Existen otros tipos de diseño de muestreo, por ejemplo, cuando se trata de establecer una correlación espacial o temporal de los datos (el muestreo aplicado en la geoestadística por ejemplo) que no serán examinados aquí. En estos casos, el muestreo no tiene un diseño aleatorio y no son aplicables los conceptos de incerti- dumbre tal cual se especifican en los requerimientos de la Norma UNIT- ISO/IEC 17025. Más allá de lo expuesto, no hay que perder de vista que la actividad de muestreo forma parte de un proce- so analítico relacionado a la toma de decisiones en el cual siempre existe un usuario a quien los resultados son proporcionados, siendo esta información una par- te crítica del proceso decisorio. En el caso de los laboratorios ambientales el muestreo es generalmente la etapa con mayor incidencia en el nivel de representatividad de los resultados obtenidos. 2 El proceso analítico y las diferentes2 El proceso analítico y las diferentes operaciones de muestreo involucradasoperaciones de muestreo involucradas Hasta la obtención de la muestra de ensayo, la cual será tratada para la obtención de una porción apta para ensayo, existen una serie de etapas a partir de la cual la muestra original (o porción) es reducida de tamaño por diversos procedimientos. En la figura 2 se presenta este proceso con las corres- pondientes definiciones de cada etapa. Cuando el muestreo no forma parte del proceso ana- lítico se considera que dicho proceso comienza en la denominada muestra de laboratorio Los principios a desarrollar en este capitulo son aplica- bles a cualquiera de las etapas definidas, independien- te del nivel de homogeneidad de cada población. No obstante, el proceso de extracción de la muestra en campo involucra una serie de aspectos que le son exclusivos por lo cual nos referiremos a esta etapa en lo que sigue. Independientemente de lo anterior, lo que no hay que perder de vista es que el proceso de medida es una secuencia única cuyo objetivo es obtener resultados que estimen de acuerdo a un nivel de calidad planificado, los parámetros poblacionales en estudio.
  18. 18. 18 Laboratorios Ambientales Figura 2. Etapas del muestreo en las distintas fases del proceso analítico 3 Los errores en el proceso de muestreo3 Los errores en el proceso de muestreo 3.1 Fuentes de error según el nivel3.1 Fuentes de error según el nivel metrológicometrológico El error de medición, siendo la acumulación de erro- res a lo largo de todo el proceso, se manifiesta en el resultado final, producto de todo el proceso analítico. Sin embargo es posible aislar teóricamente y mediante el diseño experimental la contribución de las diferentes etapas. Es decir: XX parámetro o medida correspondiente a la pobla- ción en estudio valor de referencia aceptado para la población errores Los errores de muestreo son básicamente de cuatro tipos: 1. Atribuibles al método 2. Atribuibles a la heterogeneidad de la población 3. Atribuibles a factores no controlables 4. Errores ilegítimos Como se observa en la Tabla 1, al igual que en el pro- ceso analítico, pueden asignarse niveles metrológicos a partir de los cuales evaluar los diferentes errores. Para el muestreo, diremos que estamos en condicio- nes de repetibilidadrepetibilidad cuando los resultados se obtie- nen con el mismo método, el mismo equipo de mues- treo, la misma herramienta, y en un lapso corto de tiempo. Es la condición de “menor” aleatoriedad. Diremos que estamos en condiciones de reproducireproduci-- bilidadbilidad cuando se utiliza el mismo método pero dife- rentes equipos de muestreo, diferentes herramientas de muestreo y en diferentes días. Es la condición de “máxima” aleatoriedad. Diremos que estamos en condiciones de precisiónprecisión intermediaintermedia cuando varían algunos de los factores descritos anteriormente (equipos , analistas, equipos de muestreo, etc).
  19. 19. Directrices para la Acreditación 19III. Muestreo Tabla 1: Niveles metrológicos en el proceso de muestreo. NIVEL METROLOGICO CARACTERISTICA ESTIMADA FUENTE Método Inherente al método Población Heterogeneidad Inter-Equipo de muestreo Reproducibilidad Herramienta de muestreo Interpretación del protocolo Personal Técnico Condiciones ambientales Masa muestreada Manipulación de la muestra Localización puntos Transporte de la muestra Equipo de muestreo Entre corridas (Precisión intermedia) Personal Técnico Condiciones ambientales Masa muestreada Manipulación de la muestra Localización puntos Transporte de la muestra Entre repeticiones (repetibilidad) Masa muestreada Manipulación de la muestra Localización puntos Transporte de la muestra 3.2 Diferentes tipos de errores en el3.2 Diferentes tipos de errores en el muestreo muestreo El error de muestreo se define como la diferencia entre la estimación de un parámetro correspondiente a la población en estudio XX, sin considerar el error analí- tico y de preparación y el valor de referencia aceptado para la población (considerado verdadero) lo que es equivalente a. El error puede ser positivo, negativo o cero y varía de me- dida en medida, aún en condiciones de repetibilidad. Este error tiene dos componentes: aleatorio y sistemático. El error aleatorio de muestreo( ) es la estima- ción de un parámetro correspondiente a la población en estudio (XX) sin el error analítico y de preparación, menos la media que resultaría de un número infinito de mediciones sobre la misma población en las mismas condiciones anteriores, del mismo mensurando reali- zadas bajo condiciones de repetibilidad ( ) El error sistemático de muestreo ( ) o sesgo de muestreo es la media que resultaría de un número in- finito de mediciones sobre la misma población exentas de errores analíticos y de preparación, del mismo men- surando realizadas bajo condiciones de repetibilidad ( ) menos un valor considerado verdadero del men- surando ( ) Combinando las expresiones anteriores: 4 Principios claves del muestreo4 Principios claves del muestreo 4.1 Principio de la representatividad4.1 Principio de la representatividad Una muestra representativa es aquella obtenida a partir de un proceso de muestreo representativo. Este pro- ceso es aquel que permite obtener una muestra que refleje adecuadamente las propiedades de interés de la población de la cual proviene. Por lo tanto, el primer aspecto a considerar en el dise- ño de muestreo es la definición clara de la población en estudio, es decir: 1-Porción física delimitada del universo 2-Analitos a estudiar, método de estimación, su nivel esperado de concentración y su distribución en la ma- triz en estudio. En las decisiones que involucran lo ambiental, la deli- mitación físico temporal debe involucrar aspectos téc- nicos específicos del problema en cuestión. De esta manera, el “universo” así definido tendrá sentido en el marco conceptual del problema a resolver y las deci- siones involucradas no siendo principalmente un pro- blema estadístico en esta etapa Por lo tanto, es trascendente disponer de un modelo conceptual del problema antes de seleccionar las po-
  20. 20. 20 Laboratorios Ambientales blaciones a ser muestreadas junto a la mayor cantidad y calidad de información histórica y presente de la por- ción del universo a estudio El nivel de representatividad en el proceso de mues- treo, esta asociado a la acumulación de diferentes errores atribuibles al muestreo a lo largo de su ejecu- ción. (Ver Tabla 2). Efectivamente, de acuerdo a la expresión resulta claro que XX representa exactamente a la pobla- ción cuando . Mejorar la representatividad implica actuar sobre las fuentes de error para reducir su incidencia en el resul- tado final. Sin embargo, la heterogeneidad es en la mayoría dela heterogeneidad es en la mayoría de los casos La principal fuente de error en el mueslos casos La principal fuente de error en el mues-- treotreo y no es eliminable. Según la definición de ISO una propiedad está distri- buida homogéneamente cuando esta distribución es completamente aleatoria. La pérdida de aleatoriedad lleva a un incremento de la heterogeneidad. Es importante considerar que esta definición se refiere a la distribución de un analito en particular y por lo tan- to, no es un concepto absoluto. El error asociado a la heterogeneidad tiene dosEl error asociado a la heterogeneidad tiene dos componentes: aleatorio y sistemáticocomponentes: aleatorio y sistemático. El componente aleatorio está asociado a la variación aleatoria de concentración entre cada porción o mues- tra primaria producto de la heterogeneidad de la pobla- ción. Este error se reduce aumentando el número de muestras primarias. El componente sistemático esta originado en una se- lección no aleatoria de los puntos de muestreo (diseño probabílistico). En líneas generales, la estrategia para controlar los errores estaría definida por: 1. Definir un protocolo de muestreo basado en buenas prácticas de muestreo que minimicen los errores legíti- mos y anulen los ilegítimos en todo el proceso analíti- co (aleatorización, herramienta de muestreo, muestreo “correcto”, masa de muestra, cadena de custodia, pre- servación de la muestra) 2. Contar con personal calificado y entrenado 3. Reducir los errores aleatorios a través del número de porciones de la población o el número de réplicas en el laboratorio o seleccionando un método analítico de mayor precisión 4.2 Interrelación Muestreo - Análisis4.2 Interrelación Muestreo - Análisis Las etapasLas etapas del proceso descrito en la Figura 1 sondel proceso descrito en la Figura 1 son codependientes y por lo tanto se influyen mutuacodependientes y por lo tanto se influyen mutua-- mente.mente. El método analítico y sus límites de detección/El método analítico y sus límites de detección/ cuantificación determinan y están determinadoscuantificación determinan y están determinados por la masa de muestra, la herramienta de extracpor la masa de muestra, la herramienta de extrac-- ción, el número de muestras y su forma de preción, el número de muestras y su forma de pre-- servaciónservación. La etapa de muestreo es por lo general el eslabón más débil de la cadena y el que menos aten- ción recibe. Sin embargo, este enfoque lleva a que los resultados obtenidos a partir de un mal diseño/ejecu- ción de la etapa de muestreo carezcan absolutamente de utilidad para el fin propuesto. Ya que los componentes del proceso analítico deben determinarse siempre considerando el objetivo de la medición a realizar queda claro que: 1-El proceso analítico es un único proceso de medida que debe definirse integralmente como tal otorgándole idéntica importancia a todas las etapas en el diseño y calificación técnica de los ejecutores 2-Este proceso debe definirse en base a su adecua- ción al uso propuesto considerando criterios definidos. Esto equivale a decir que el proceso analítico debe ser validado en su totalidad Los problemas más frecuentes en la interpretación de los resultados surge del hecho que la etapa de mues- treo y la analítica son planificadas separadamente, a veces por equipos que jamás interaccionan Los esfuerzos puestos en el aseguramiento de la cali- dad en el laboratorio y la selección de métodos preci- sos es un esfuerzo en vano si el proceso analítico no se enfoca globalmente 4.3 Necesidad de un protocolo integral4.3 Necesidad de un protocolo integral El objetivo central del proceso analítico es obtener re- sultados representativos del universo a estudio, es de- cir resultados que describan numéricamente con una aproximación buscada los valores de ciertos mensu- randos (valores poblacionales) predefinidos. Recordemos que para satisfacer lo anterior, este pro- ceso de medida debe reunir necesariamente las si- guientes cinco características u objetivos de calidad (Ver introducción): 1-Representación estadística(Variables aleatorias) 2-Control estadístico 3-Trazabilidad 4-Precisión y sesgo de acuerdo a los requisitos del usuario de los datos 5-Caracterísicas denominadas de desempeño
  21. 21. Directrices para la Acreditación 21III. Muestreo El cumplimiento de los cinco objetivos de calidad del proceso de medida enunciados requiere que el mismo pueda ser reproducido y por lo tanto com- prendido en sus detalles por cualquier operador ca- lificado. Este requisito solo puede alcanzarse mediante unEste requisito solo puede alcanzarse mediante un conjunto completo de directivas definitivas y deconjunto completo de directivas definitivas y de-- talladas que deben seguirse sin excepción. A estetalladas que deben seguirse sin excepción. A este conjunto de directivas se le puede denominar Proconjunto de directivas se le puede denominar Pro-- tocolo de Medida o Procedimiento Estandarizadotocolo de Medida o Procedimiento Estandarizado de Operación y corresponde al nivel más especde Operación y corresponde al nivel más específiífi-- co de definición del proceso analítico.co de definición del proceso analítico. La ausencia de un protocolo definido es origen de errores significativos atribuibles a la diferente interpre- tación operativa por parte de los equipos de muestreo. Si bien las guías o métodos generales son una fuente valiosa de información, solo sobre la base del protoco- lo definido tiene sentido hablar de validación, asegura- miento de calidad o estimación de la incertidumbre en el proceso analítico considerado integralmente. En la Tabla 2 se detallan aspectos fundamentales a ser incluidos en la etapa de muestreo del protocolo inte- gral. El patrón de muestreo y el número de muestras son aspectos centrales en la definición del protocolo de muestreo. El patrón de muestreo (localización de los puntos de muestreo) está relacionado al diseño es- tadístico (aleatorio) mencionado en la introducción. En la figura 3 se observan algunos de los patrones bási- cos en el caso de un fenómeno distribuido espacial- mente en dos dimensiones. Se marca en gris las zonas donde existe el analito buscado. Obsérvese que estos diseños ignoran cualquier información previa acerca de la población presentando el diseño estratificado una mayor cobertura que el simple para el mismo número de muestras. La determinación del número de muestras está rela- cionada con la incertidumbre asignada a la variabilidad espacial/ temporal del mensurando y con la definición del criterio Figura 3. ejemplos de patrones de muestreo Los puntos simbolizan la localización de cada muestra mientras que las zonas grises representan la presencia del analito buscado Tabla 2 Componentes principales del protocolo de muestreo ETAPA COMPONENTE PREVIA Definición de objetivo del estudio.• Definición general y específica del marco geo-• gráfico/temporal del muestreo. Definición localización de unidades de mues-• treo. Relevamiento previo.• MUESTREO Precauciones de seguridad y protección am-• biental. Patrón de muestreo.• Número de muestras.• Frecuencia• Método para la localización de los puntos y cri-• terios para la decisión en campo frente a obs- táculos. Variables ( atmosféricas, etc)• Criterios de Muestreo: Profundidad, Modelo,• Normas, Ecosistema, Riesgos. Masa, Volumen de muestra.• Herramienta y operación.• Inclusión o no de diferentes fracciones.• Almacenamiento, rotulación y cadena de custo-• dia. Tratamiento en campo.• 4.4 Aseguramiento de la calidad4.4 Aseguramiento de la calidad Como fue mencionado anteriormente, el asegura- miento de calidad consiste en gestionar eficazmente la frecuencia con que los objetivos de calidad de los resultados no son alcanzados. Esta gestión involucra diferentes aspectos técnicos, de gestión y documenta- les. Aspectos de gestión como auditorías, gestión de reclamos, no conformidades y acciones correctivas no serán considerados aquí. Los aspectos técnicos críticos en la etapa deLos aspectos técnicos críticos en la etapa de muestreo están relacionados al manejo de los difemuestreo están relacionados al manejo de los dife-- rentes errores y son:rentes errores y son: 1-Entrenamiento y calificación del personal téc1-Entrenamiento y calificación del personal téc-- nico responsable del muestreonico responsable del muestreo 2-Trazabilidad e incertidumbre de la medida2-Trazabilidad e incertidumbre de la medida involucrando todos los niveles metrológicosinvolucrando todos los niveles metrológicos 3-Control de calidad involucrando todos los ni3-Control de calidad involucrando todos los ni-- veles metrológicosveles metrológicos 4-Herramientas adecuadas de muestreo4-Herramientas adecuadas de muestreo 5-Preservación de la muestra hasta el ensayo5-Preservación de la muestra hasta el ensayo
  22. 22. 22 Laboratorios Ambientales Los puntos 1, 4 y 5 requieren una descripción particu- lar en función del área específica El punto 2 será abor- dados en los capítulos correspondientes de esta guía. En relación al punto 3, el control de calidad requiere una población de referencia que desempeñe el mismo rol que los materiales de referencia en la etapa analítica (Control de la precisión intermedia). La necesidad de un protocolo validado es el aspecto documental central.
  23. 23. Directrices para la Acreditación 23IV. Selección y validación de los métodos analíticos 1 Introducción1 Introducción La generación de resultados fiables aptos para satis- facer las necesidades del cliente implica que, además de reunir los criterios técnicos que aseguren su vali- dez, deben poder ser reproducibles y realizados con una serie de garantías que permitan obtener resultados comparables con independencia del laboratorio que los ejecute. Estas garantías conllevan a la aplicación de métodos y procedimientos apropiados para todos los ensayos y comprende todos los pasos desde el muestreo hasta la estimación de la incertidumbre o las técnicas esta- dísticas cuando corresponda. La validación de un método analítico hace referencia no solamente al propio método sino a la aptitud de la totalidad del sistema analítico del laboratorio como tal de reproducir un proceso de medida con determina- das características y definido detalladamente en un protocolo de ensayo. Es por esto que los métodos deben siempre ser con- firmados con un alcance a definir dentro de cada labo- ratorio, no interesa si ha sido desarrollado por el propio laboratorio o si es una norma que será aplicada fuera de su área de aplicación o una que ha sido mejorada. Esta validación sirve para confirmar que el método es adecuado para el uso deseado en el propio laboratorio en base a lo acordado con el usuario de los datos. En otras palabras, es establecer la aptitud del métoes establecer la aptitud del méto-- do antes de autorizar su uso en el laboratorio.do antes de autorizar su uso en el laboratorio. Debe ser realizada por analistas competentes y expe- rimentados. El proceso de validación incluye: Especificación de los requisitos• Determinación de las características del mé-• todo Comparación de los requisitos con los valo-• res de las características del método Una declaración sobre la validez indicando si• el método es apto para el uso previsto Se debe mantener registro de:• 1. Resultados obtenidos 2. El procedimiento usado para la vali- dación 2 Selección de los métodos2 Selección de los métodos Se realiza a partir de la información suministrada por el cliente relativa al problema que debe resolver y tam- bién a partir de los conocimientos y la experiencia del personal del laboratorio, que ayudará al cliente a es- pecificar de la manera más clara posible el tipo de in- formación que necesita, se debe definir la información analítica requerida y con ella buscar los métodos que la puedan proporcionar. No se debe perder de vista los requisitos básicos re- queridos por el laboratorio para dar resultados confia- bles, es decir aptos para el uso previsto (Ver Marco Conceptual, punto 3) Los criterios a tener en cuenta en la selección deLos criterios a tener en cuenta en la selección de los métodos analíticos son diversos y en cadalos métodos analíticos son diversos y en cada caso habrá que sopesar la importancia relativa decaso habrá que sopesar la importancia relativa de los mismos.los mismos. A continuación se enumeran los más importantes: a) tipo de información requerida (cualitativa, cuantitativa, elemental, funcional, de especies químicas, o estructural). b) los niveles de concentración de los analitos (si son mayoritarios, o trazas) c) la exactitud y precisión requeridas d) el grado de validación de los métodos disponi- bles e) la exigencia de requisitos legales sobre uso de determinado método f) la disponibilidad de los equipos g) la complejidad del método y el nivel de compe- tencia técnica del personal h) el tiempo disponible para la obtención de los resultados i) el costo j) la seguridad de las personas y ambiental k) disposición final de los residuos generados Luego de esta búsqueda y comparación de informa- ción disponibles pueden darse distintas situaciones: a) Encontrar un método validado que cumpla con las necesidades, aquí solo será necesario demostrar que el laboratorio es capaz de reproducir los parámetros de calidad del método reseñado para poder incorpo- rarlo tras el oportuno período de entrenamiento del personal, al trabajo rutinario. IV Selección y validación de los métodos analíticos
  24. 24. 24 Laboratorios Ambientales b) En muchas ocasiones la situación no es tan favo- rable y el método encontrado sólo satisface de forma parcial las necesidades y debe ser adaptado, u opti- mizado, luego de lo cual debe ser validado antes de incorporarlo a la rutina. c) En otros casos, es todavía más difícil al no encon- trarse ningún método apropiado lo que hace necesario desarrollarlo enteramente, luego entonces viene la eta- pa de optimización del mismo para luego entrar en la validación y posterior preparación para uso rutinario. 2.1 Métodos normalizados, alternativos,2.1 Métodos normalizados, alternativos, basados en normabasados en norma Los métodos normalizadosmétodos normalizados no requieren de una va- lidación completa. No obstante, el laboratorio debe determinar las características de funcionamiento del método en su propia situación. En el caso de métodos alternativosmétodos alternativos (ej. desarrollados por un fabricante o proveedor de equipos, etc) para la realización de la validación, el laboratorio debe dispo- ner de la información técnica necesaria aportada por el fabricante. En el caso de un método basado en normamétodo basado en norma, el Labo- ratorio deberá comprobar que entre otras las caracte- rísticas de funcionamiento que puedan verse afectadas por las modificaciones realizadas. 2.2 Métodos desarrollados por el laboratorio2.2 Métodos desarrollados por el laboratorio La validación debe ser tan amplia como sea necesario para satisfacer las necesidades del tipo de aplicación o del campo de aplicación dados. Por tanto, para este tipo de métodos, el laboratorio de- berá evaluar su idoneidad para su ámbito de aplicación así como las actividades necesarias a realizar para ga- rantizar su validez técnica ya que no siempre dispondrá de información previa adecuada y reconocida sobre el funcionamiento. 3 Concepto de validación de un método3 Concepto de validación de un método analíticoanalítico La validación se aplica siempre a un protocolo de ensayo definido, para la determinación de un analito concreto en un determinado rango de medida, para una determinada matriz y para un uso definido de los resultados. La existencia de un protocolo detallado para la valida- ción dentro de un laboratorio es clave. Este protocolo contiene las instrucciones a un nivel máximo de detalle que deben seguirse sin apartamiento para la obtención del resultado. El proceso de validación debe abarcar la totalidad del proceso analítico. Cuando el mismo contem- pla muestreo y operaciones de fraccionamiento las mismas deben ser incorporadas al momento de estimar las características de calidad del sistema analítico. De lo contrario la validación será parcial y perderá validez como demostración objetiva y do- cumentada de la calidad del proceso analítico. Existen diferentes definiciones formalizadas de valida- ción: En la introducción se ha definido la validación como la demostración planificada, documentada y sistemática de las características de los resultados analíticos que los hacen aptos para la toma de decisiones eficaces para un usuario específico. La validación puede definirse según UNIT- ISO9000, como la confirmación mediante el examen y la aporta- ción de evidencias objetivas de que se han cumplido los requisitos particulares para una utilización especí- fica prevista. La guía de Eurachem define la validación como un proceso basado en estudios sistemáticos de labora- torio mediante el cual se pone de manifiesto que un método analítico determinado posee características de funcionamiento adecuadas a la aplicación que se le quiere dar. Estas características se concretan enEstas características se concretan en parámetros de calidad como son: exactitud, preciparámetros de calidad como son: exactitud, preci-- sión, límites de detección y cuantificación, intervasión, límites de detección y cuantificación, interva-- lo dinámico, sensibilidad, selectividad, y robustez.lo dinámico, sensibilidad, selectividad, y robustez. Por la incidencia que tienen sobre la calidad de unPor la incidencia que tienen sobre la calidad de un método analítico, la exactitud, la precisión y el límimétodo analítico, la exactitud, la precisión y el lími-- te de detección se consideran los parámetros prite de detección se consideran los parámetros pri-- marios. En cambio la incidencia de los parámetrosmarios. En cambio la incidencia de los parámetros restantes suele ser menos crítica y acaba manifesrestantes suele ser menos crítica y acaba manifes-- tándose a través de su influencia en los parámetándose a través de su influencia en los paráme-- tros primarios.tros primarios. Si bien el concepto de incertidumbre es desarrollado en otro capítulo de la presente guía, la misma puede considerarse una característica clave que resume la aptitud para el uso y la confiabilidad de los resultados simultáneamente. La incertidumbre integra los compo- nentes tanto sistemáticos como aleatorios de la medi- da y es una herramienta directa para estimar la aptitud para el uso de un determinado método. La consideración de la exactitud y la precisión aisladas puede llevar a una incertidumbre que los haga no ap- tos para el uso propuesto. Los estudios de validación, fundamentalmente la vali- dación retrospectiva de las características de reprodu- cibilidad intermedia, pueden ser utilizados como insu- mos para la estimación de la incertidumbre.
  25. 25. Directrices para la Acreditación 25IV. Selección y validación de los métodos analíticos 4 Tipos de validación4 Tipos de validación En función de los laboratorios que intervienen en el proceso de validación se habla de validación interna o externa 1. Es interna cuando el proceso se circunscribe alEs interna cuando el proceso se circunscribe al ámbito de un único laboratorioámbito de un único laboratorio (desarrollo de méto- do propio, adaptación con modificaciones importantes de un método ajeno, implementación de un método normalizado). 2. Es externa cuando se trata de un método queEs externa cuando se trata de un método que interesa a varios laboratoriosinteresa a varios laboratorios y entonces la manera más adecuada de hacer la validación es la realización de un ejercicio de intercomparación de tipo colabora- tivo. Esta sería también la forma de validación de un método candidato a método de referencia. Los parámetros que deben evaluarse durante la validación de un método dependen de las carac- terísticas del mismo. Por ejemplo un método cua- litativo no incluirá exactitud, precisión, intervalo di- námico ni, por supuesto, límite de cuantificación. En el caso de un método cuantitativo destinado a la determinación de componentes mayoritarios, no será necesario evaluar los límites de detección y de cuantificación, en cambio estos parámetros se- rán imprescindibles en los métodos destinados a análisis de trazas. 3. Un tercer tipo de validación, es la validación re3. Un tercer tipo de validación, es la validación re-- trospectiva. Esta puede tener dos cometidos:trospectiva. Esta puede tener dos cometidos: a Formalizar y justificar el uso de un métodoa Formalizar y justificar el uso de un método utilizado sin haber sido validado previautilizado sin haber sido validado previa-- mente.mente. b Monitorear en el tiempo determinadas cab Monitorear en el tiempo determinadas ca-- racterísticas del método (generalmenteracterísticas del método (generalmente reproducibilidad y límites de detección yreproducibilidad y límites de detección y cuantificación).cuantificación). Para esto es necesario hacer una revisión histórica de los registros que serán utilizados como evidencia do- cumental de la validación. La información que deberá evaluarse incluye los gráficos de control de exactitud (recuperación de materiales de referencia, y/o mues- tras fortificadas) y de precisión, resultados obtenidos en participación en ensayos interlaboratorios, análisis de blancos, experiencia del laboratorio en la utilización del método analizado, etc. Se estudian todos los resultados obtenidos y se evalúa si el método se considera validado. Cabe destacar que esto es posible siempre y cuando no hayan surgido cambios recientes en el proceso de análisis ni en el equipamiento. Los parámetros a evaluar dependen de la metodolo- gía que se quiera aplicar y el tipo de validación que se decida hacer. 5 Planificación de la validación5 Planificación de la validación En la planificación se debe tener en cuenta: Tipo de matriz a analizar• Analitos a determinar y orden de concentra-• ción esperada Interferencias• Requisitos legales o semejantes• Limites establecidos• Equipos necesarios para la aplicación del• método Con que equipamiento se cuenta• Especificidad del procedimiento• Nivel de detección requerido• Robustez a exigir al método• Cuanto está el cliente dispuesto a pagar• 6 Parámetros de calidad6 Parámetros de calidad Los parámetros de calidad presentados, no necesaria- mente tienen que ser evaluados independientemente, como se explica en capítulos posteriores. Exactitud Precisión Especificidad Exactitud relativa Repetibilidad Selectividad del método Recuperación Reproducibilidad Rango de aplicabilidad Sensibilidad Incertidumbre de los resultados Limite de detección Linealidad Influencia de la matriz Limite de cuantificación Robustez Interferencia Gráficos de control de calidad analítico Blancos
  26. 26. 26 Laboratorios Ambientales Cabe destacar además, por ejemplo los gráficos de control son parámetros de calidad utilizados una vez que se cuente con el método validado La extensión de los parámetros estudiados depende de cada caso en particular pero hay que indicar el motivo de su aplica- ción. 6.1 Exactitud6.1 Exactitud Es uno de los parámetros de calidad básicos, que des- de el punto de vista metrológico depende de la trazabi- lidad de las medidas. IUPAC define la exactitud como el grado de concor- dancia entre el resultado de una medida y el valor real del mensurando. Se trata de un concepto cualitativo, usado para describir el error asociado a un resultado. Prácticamente lo mismo que Eurachem, quien la define como la cercanía de un resultado al valor real. El resultado de una medida puede ser un valor indi- vidual o una estimación estadística procedente de un cierto número de observaciones, como el valor medio de un número pequeño de medidas o el valor medio de un grupo grande de medidas. Generalmente el lími- te entre grupos pequeños y grandes se establece en 30 observaciones. Desde un punto de vista estadístico los grupos pequeños deben considerarse muestras estadísticas, mientras que los grandes pueden consi- derarse como aproximaciones a una población. El valor real del mensurando es precisamente lo que se pretende averiguar, por lo tanto se trata casi siempre de un valor desconocido, sin embargo es posible usar a menudo un valor real convencional respecto al cual siempre es posible evaluar la exactitud de las medi- das. Algunas veces se asocia el concepto de exactitud úni- camente a los errores sistemáticos y el de precisión a los errores aleatorios. Sin embargo, es necesario te- ner en cuenta que en la evaluación de la exactituden la evaluación de la exactitud de una medida individual o del valor medio de unade una medida individual o del valor medio de una muestra estadística, influyen tanto las contribuciomuestra estadística, influyen tanto las contribucio-- nes de los errores aleatorios como las de los sisnes de los errores aleatorios como las de los sis-- temáticos.temáticos. Además hay que tener en cuenta que la exactitud tam- bién depende de otros dos componentes, uno debido al método utilizado y otro debido al uso del método en el laboratorio. Si se quisiera evaluar el aporte de cada uno individualmente, con un ensayo de intercompara- ción mediante el uso de un mismo método analítico, se puede obtener el aporte debido al uso del método seleccionado en el laboratorioExisten diversas formas de evaluar la exactitud de un método analítico si bien no todas ellas poseen la misma categoría metrológica ni la misma facilidad de aplicación. A continuación se describen algunas de ellas: a) Uso de materiales de referencia certificadosa) Uso de materiales de referencia certificados Cuando se dispone de material apropiado, ésta es sin duda la aproximación óptima y consiste en la aplica- ción del método, cuya exactitud se requiere evaluar a un material de referencia certificado y la subsiguiente comparación del resultado obtenido con el valor de referencia. Obviamente se realizará un cierto número de replicados (al menos 10) a partir de los cuales se obtienen sendas estimaciones del valor central y de la dispersión. Si el valor de referencia se considera un valor verdadero, mediante la aplicación del test de Stu- dent, y teniendo en cuenta los grados de libertad, se podrá determinar con un cierto nivel de confianza si existe diferencia significativa entre la estimación obte- nida y el valor de referencia Si no existe diferencia se considerará demostrada la exactitud del método para este tipo de muestras y a este nivel de concentración. El valor obtenido por el laboratorio se considera acep- table siempre que su error absoluto sea inferior a los límites establecidos. b) Comparación con un método de referenciab) Comparación con un método de referencia Cuando no se dispone de materiales de referencia apropiados, una posible alternativa consiste en la com- paración de los resultados del método que estamos evaluando con los obtenidos mediante un método va- lidado que pueda considerarse como un método de referencia. Esta estrategia se basa en la aplicación de ambos métodos a los materiales que habitualmente analiza el laboratorio y la comparación de los resultados obtenidos mediante la aplicación del test de Student o mediante el análisis de regresión. Para evitar que algún efecto sistemático pueda afectar de forma parecida a los resultados obtenidos por ambos métodos, de ser posible, los métodos aplicados serán independientes y para ello se basarán en técnicas distintas tanto en el tratamiento de la muestra como en la determinación. En caso que el método alternativo no se aplique habi- tualmente en el laboratorio, se puede disponer de dos alternativas, primero, prever la disponibilidad de los equipos y los reactivos necesarios, así como el entre- namiento pertinente de las personas que lo apliquen y segundo subcontratar un laboratorio con competen- cia demostrada (por ejemplo acreditado) que realice el método de referencia, con el cual sea posible coordi- nar las condiciones de la experiencia.
  27. 27. Directrices para la Acreditación 27IV. Selección y validación de los métodos analíticos c) Análisis de muestras adicionadas (spike o adic) Análisis de muestras adicionadas (spike o adi-- ción)ción) Cuando las estrategias anteriores no son aplicables, una posibilidad es recurrir al análisis de muestras a las que se han adicionado cantidades conocidas de analito. Si se dispone de muestras exentas de anali- to (alcanza con que la concentración del mismo sea menor al limite de detección) se deberá simplemente evaluar el grado de recuperación del analito agregado. De no ser así, se deberá determinar el contenido del analito en la muestra con y sin adición. Esto supone realizar dos determinaciones sobre cada muestra con el consiguiente aumento de la incertidumbre. Para po- der evaluar la exactitud en todo el intervalo de trabajo es recomendable hacer la adición de distintas cantida- des de analito y evaluar el porcentaje de recuperación de las mismas. d) Análisis de muestras sintéticasd) Análisis de muestras sintéticas Cuando se trata de analizar productos manufactura- dos es relativamente sencillo disponer de muestras con contenido conocido de analito, pero es comple- tamente distinto cuando se trata de analizar muestras naturales, ya que no se conoce la composición de ma- nera exhaustiva y por ello es imposible de reproducir. En este caso, pueden prepararse muestras sintéticas mezclando cantidades conocidas de analitos con otras sustancias que son los componentes mayoritarios de las muestras naturales que se quieren emular. En la preparación de muestras sintéticas sólidas hay que tener mucho cuidado para asegurar la homogenei- dad de la mezcla. La representatividad de los resulta- dos obtenidos con este tipo de muestras es siempre li- mitada ya que es muy difícil reproducir en el laboratorio la matriz de las muestras naturales. Sin embargo pue- den ser de utilidad para determinar tipos de muestras en las fases preliminares de desarrollo de un método. Las dos metodologías más utilizadas son la a y laLas dos metodologías más utilizadas son la a y la c, siendo preferible la utilización de materiales dec, siendo preferible la utilización de materiales de referenciareferencia 6.2 Precisión6.2 Precisión La precisión se define como el grado de concordancia entre los resultados de ensayos independientes obteni- dos en condiciones bien definidas, por lo que la preci- sión evalúa la dispersión de los resultados de medidas replicadas sobre una misma muestra. El referente me- trológico de la precisión es la incertidumbre. La precisión depende exclusivamente de los erro- res aleatorios del proceso desde la preparación de la muestra hasta la medida de la misma y es indepen- diente de los errores sistemáticos. El parámetro estadístico que se usa normalmente para expresar la precisión es la desviación estándar (s), o la desviación estándar relativa (RSD). Sin embargo, si el número de datos es 6 ó menos es conveniente usar como estimador de la varianza pobla- cional al rango: R = máx(xi) – min(xi) y posteriormente calcular el rango normalizado. Dado que el número de factores que pueden afecDado que el número de factores que pueden afec-- tar la precisión de los resultados es alto, al evaluartar la precisión de los resultados es alto, al evaluar la precisión de un método es conveniente distinla precisión de un método es conveniente distin-- guir entre condiciones de mínima variación de losguir entre condiciones de mínima variación de los factores de influencia y condiciones de máximafactores de influencia y condiciones de máxima variación de los mismos. Es lo que normalmentevariación de los mismos. Es lo que normalmente de conoce como condiciones de repetibilidad y rede conoce como condiciones de repetibilidad y re-- producibilidad respectivamente.producibilidad respectivamente. Se entiende por condiciones de repetibilidad aquellas en que las medidas se llevan a cabo aplicando en mis- mo método, a un mismo material, en el mismo equipo con los mismos reactivos, por el mismo operador y en un intervalo corto de tiempo (una sesión de trabajo). En cambio se habla de condiciones de reproducibilidad si las medidas se obtienen con el mismo método, sobre las mismas muestras, pero en laboratorios distintos, lo que supone reactivos, equipo, operador y condiciones ambientales distintos. Por lo que la evaluación de la precisión de un método en condiciones de reproduci- bilidad supone la organización de un ejercicio de inter- comparación de tipo colaborativo, que son costosos. Por esta razón se han aceptado internacionalmente medidas intermedias que suponen la realización de mediciones en el mismo laboratorio variando algunos parámetros. Desde el punto de vista de la validaDesde el punto de vista de la valida-- ción lo importante es la necesidad de evaluar lación lo importante es la necesidad de evaluar la precisión a distintos niveles dentro del intervalo deprecisión a distintos niveles dentro del intervalo de concentración al que el método se aplicará (es deconcentración al que el método se aplicará (es de-- cir, dentro del rango lineal).cir, dentro del rango lineal). 6.3 Límite de detección6.3 Límite de detección En situaciones muy comunes hay que analizar compo- nentes de las muestras a niveles bajos de concentra- ción. En estas situaciones es frecuente tener que dis- criminar entre muestras en las que se detecta la pre- sencia del analito y muestras en las que no se detecta. Además, una vez detectado será preciso fijar un límite a partir del cual se puede llevar a cabo una estimación cuantitativa fiable de su concentración.
  28. 28. 28 Laboratorios Ambientales 6.4 Capacidades de detección6.4 Capacidades de detección Lo que determina la capacidad de un método para dis- criminar entre muestras que contienen analito y mues- tras que no lo contienen, es por una parte la magnitud del ruido superpuesto a la respuesta y por la otra la sensibilidad del método. Cuanto menor sea el ruido y mayor la sensibilidad del método, mayor será su capa- cidad para discriminar entre el blanco y las muestras o los patrones de baja concentración 6.4.1 Clasificación de errores, tipo y tipo . Cuando un laboratorio dictamina la presencia o la au- sencia de analito en una muestra debe evitar dos tipos de errores: Los falsos positivos, llamados también de tipo y o de tipo I y Los falsos negativos, llamados de tipo o de tipo II 6.4.2 Nivel Crítico Se debe distinguir entre un nivel o valor crítico y el límite de detección propiamente dicho. Esta distinción surge de la necesidad de diferenciar entre la mínima concen- tración estimada significativa y la mínima concentración verdadera detectable. El nivel crítico se aplica a la toma de decisiones a partir de unos resultados experimen- tales concretos, mientras que el límite de detección es el parámetro de calidad que indica la capacidad de de- tección del método de medida. Teniendo en cuenta las dificultades inherentes a la estimación del límite de detección, y a la cantidad de opciones para calcularlo, a continuación se presentan algunas de las opciones disponibles para el cálculo del LD El método de cálculo va a depender de la metodología a la cual se le quiera calcular el LD. Ejemplo: para cromatografía, el método aconseja- do por Miller y Miller ver referencia de LD = yb+3sb es una buena opción, mientras que para colorime- trías se puede calcular, realizando 7 repeticiones, calculando la desviación estándar y multiplicando esta por 3.29 tal cual lo considera la bibliografía de referencia ( Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, APHA) Siendo yb la señal del blanco y sb, la desviación estándar de las lecturas del blanco 6.4.3 El blanco Los valores de blancos, son imprescindibles a la hora de establecer los limites de detección. Una opción para el establecimiento de las capacidades de detección de los métodos analíticos se basa en medidas del blanco y en muestras con bajos niveles de concentración. Por ello es imprescindible definir bien que se entiende por blanco. 1. Una posibilidad es el blanco de los reactivos, que contiene todos los reactivos y disolventes usados en la preparación de los patrones para la obtención de la curva de calibración. Las medidas realizadas con este tipo de disoluciones estarán libres de las variaciones debidas a reactivos usados en la preparación de la muestra y a dichas ope- raciones de preparación. Por consiguiente su varianza será inferior y conducirá a una estimación optimista del límite de detección de la etapa de medida. 2. Siempre es posible preparar un blanco siguiendo todas las etapas del proceso analítico con la consi- guiente utilización de todos los reactivos y disolventes que intervienen en el mismo. Este blanco llevaría a una estimación más realista del límite de detección. 3. Sin embargo, siempre que sea posible el blanco debe reflejar también la contribución de la matriz de las muestras a la fluctuación de la señal de fondo. Cuando no sea posible disponer de muestras blanco se medirá la desviación estándar de muestras con una concentración muy próxima al límite de detección. Lo cual, teniendo en cuenta la definición de límite de de- tección, sería incluso más riguroso. La influencia de la matriz, junto con la de los reactiLa influencia de la matriz, junto con la de los reacti-- vos y la totalidad del proceso analítico, conducirá avos y la totalidad del proceso analítico, conducirá a una estimación más realista del límite de detección.una estimación más realista del límite de detección. Para finalizar este tema es preciso remarcar dos aspectos importantes: a) cualquiera que sea el criterio estadístico adoptado para la estimación del límite de detección, dado que dicha estimación es compleja y puede verse afectada por di- versas fuentes de error, es necesario veri- ficar experimentalmente que el valor obte- nido es significativo mediante el análisis de muestras de concentración de valor igual o ligeramente superior al límite propuesto. b) Con el objeto de poder comparar los lími- tes de detección de distintas técnicas o métodos, es imprescindible que cualquier valor propuesto de este parámetro vaya acompañado de la información pertinente respecto a su base conceptual y al proce- dimiento seguido en su estimación.
  29. 29. Directrices para la Acreditación 29IV. Selección y validación de los métodos analíticos 6.4.4 Limite de cuantificación El límite de cuantificación es otro parámetro importan- te a la hora de caracterizar y seleccionar los métodos analíticos. Conceptualmente es más simple que las capacidades de detección. IUPAC lo define como el valor verdadero de la señal o de la concentración de analito que conducirá a estimaciones (o medidas) con una desviación estándar relativa especificada. El método de cálculo, por lo general depende del mé- todo elegido para calcular el LD. Ejemplo: en cromatografía, siguiendo lo aconseja- do por Miller y Miller ver referencia, se puede ob- tener el Limite de cuantificación como la señal del ruido (yb) mas 10 veces la desviación estándar Sb del blanco (LC=yb+10sb). Por otro lado, una esti- mación válida es considerarlo de 3 a 5 veces el LD dependiendo de la metodología aplicada. El técnico deberá poder evaluar que factor utilizar de acuerdo a los criterios preestable- cidos. 6.5 Sensibilidad6.5 Sensibilidad Se define la sensibilidad de un método como su ca- pacidad de diferenciar dos concentraciones de analito muy parecidas. Dicho en otras palabras, es el cambio de respuesta de un instrumento de medición dividido el correspondiente cambio de estimulo. Algunas veces se asocia la sensibilidad de un método a su capacidad de medir concentraciones muy bajas y se recurre al límite de detección como una estimación de la misma. Sin embargo el concepto de sensibilidad no queda restringido a la región de las bajas concen- traciones. El concepto de sensibilidad, tal como se acaba de definir, es aplicable a cualquier técnica ana- lítica, ya sea clásica o instrumental y a cualquier nivel de concentración. El concepto de sensibilidad se aplica sobre todo a las técnicas instrumentales, que en su mayoría requieren una función de calibración para transformar la señal en concentración. En estos casos, la sensibilidad a cada concentración se mide a través de la pendiente de la función de calibración en aquel punto. Es conveniente acompañar cualquier estimación de la sensibilidad con una indicación de la incertidumbre que lleva asociada por ejemplo, el intervalo de confianza para un determi- nado nivel de confianza. Por otra parte, es preciso te- ner en cuenta que la sensibilidad de muchas técnicas analíticas depende en gran medida de algunos pará- metros operativos de los instrumentos a usar. 6.6 Intervalo de trabajo6.6 Intervalo de trabajo Existen el intervalo dinámico y el intervalo de linealidad. Por intervalo dinámico de un método se entiende el in- tervalo de concentraciones en el cual el método pre- senta una sensibilidad apropiada a la utilización que del mismo se quiere hacer. Por otra parte, se entiende por intervalo de linealidad el intervalo de concentraciones en el que el método presenta una sensibilidad constante. Son numerosas las técnicas que en un intervalo de con- centraciones suficientemente amplio proporcionan una señal que se relaciona con la concentración a través de una función lineal de primer orden. Sin embargo, la utilización de funciones de calibración polinómicas de orden superior a uno o de otro tipo, no suelen presentar complicaciones adicionales importantes. Generalmente, se considera que tanto el intervalo di- námico como el de linealidad se inician en la zona de concentraciones bajas, en el límite de detección o en el de cuantificación. Teniendo en cuenta que la función de calibración tiene por objeto hacer estimaciones cuantita- tivas de la concentración de analito, la opción del límite de cuantificación parece más apropiada. El extremo su- perior del intervalo dinámico depende de lo que en cada caso se considere una sensibilidad útil. Existen distintos métodos para evaluar la linealidad de una función de calibración. El valor del coeficiente de co- rrelación que se usa como criterio de linealidad algunas veces no es apropiado para ello, ya que funciones cuyo mejor ajuste no es al modelo lineal, pueden conducir a valores de R2 cercanos a 1. Es necesario recurrir a una visualización de la gráfica y en los casos que amerite utilizar procedimientos estadísticos Cuando se dispone de medidas replicadas de los patrones, el análisis de la varianza, en el que se compara la varianza debida a los errores aleatorios, con la debida a la imperfección del ajuste de los datos experimentales al modelo propuesto, es una herramienta muy útil. Deben aplicarse procedi- mientos estadísticos para verificar la linealidad de la cur- va de ajuste (ejemplo: análisis de residuales). Muchos equipos instrumentales, en sus manuales brin- dan la linealidad expresada en órdenes de concentra- ción, restando únicamente el chequeo de los mismos, en este caso se debe verificar. 6.7 Selectividad y especificidad6.7 Selectividad y especificidad La selectividad se define como el medio de exLa selectividad se define como el medio de ex-- presar cualitativamente la extensión en que otraspresar cualitativamente la extensión en que otras sustancias interfieren en la determinación de unsustancias interfieren en la determinación de un analito con un método determinado.analito con un método determinado. La selectividad extrema o perfecta, en el sentido de que únicamente el
  30. 30. 30 Laboratorios Ambientales analito es el responsable de la señal medida, se deno- mina especificidad. El concepto de selectividad va ligado al concepto de interferencia, entendiendo por interferencia aquella sustancia que causa un error sistemático en la deter- minación del analito Las interferencias pueden claLas interferencias pueden cla-- sificarse de acuerdo con criterios diversos. Desdesificarse de acuerdo con criterios diversos. Desde un punto de vista práctico, el criterio más útil esun punto de vista práctico, el criterio más útil es el que distingue entre las interferencias que cauel que distingue entre las interferencias que cau-- san un error absoluto constante y las que causansan un error absoluto constante y las que causan un error absoluto proporcional a la concentraciónun error absoluto proporcional a la concentración de analito.de analito. Las del primer tipo pueden asociarse a la acción de determinadas sustancias presentes en la matriz de las muestras o agregadas de forma no in- tencional durante el proceso analítico, mientras que las segundas están casi siempre relacionadas con efectos inespecíficos que a menudo se designan como efecto de matriz. Ante la presencia de especies interferentes es posible adoptar distintas estrategias. La aproximación más ge- neral consiste en la aplicación de una técnica de sepa- ración que permita la segregación de la interferencia o del analito. En algunos casos, mediante la aplicación de una técnica de enmascaramiento es posible obviar la se- gregación física de las especies interferentes. El en- mascaramiento consiste en el bloqueo químico de la interferencia en el propio medio donde se realizan las medidas, evitando así su efecto sin necesidad de se- paración alguna. En muchas técnicas y métodos analíticos también es posible optimizar las condiciones operativas con objeto de evitar interferencias. Finalmente la calibración analítica también proporciona medios para evitar los errores sistemáticos debido a las interferencias. Así cuando se está ante un efecto de matriz, el recurso clásico es la calibración por adición estándar para los casos en que las interferenciasque las interferencias son del tipo multiplicativas.son del tipo multiplicativas. 6.8 Robustez6.8 Robustez La robustez es la cualidad de un método analíticoLa robustez es la cualidad de un método analítico que mide su capacidad de resistir pequeños camque mide su capacidad de resistir pequeños cam-- bios en las condiciones operativas sin que su funbios en las condiciones operativas sin que su fun-- cionamiento se vea alterado.cionamiento se vea alterado. Deben considerarse como pequeños cambios en las condiciones operativas aquellos que pueden derivarse de las transferencias de los métodos entre laboratorios, operadores, equipos, etc. Para evaluar la robustez de un método, se trata de identificar las variables que tienen un efecto más crítico sobre su exactitud, precisión, selectividad, etc. Al planificar el estudio de la robustez de un método hay que tener en cuenta los aspectos siguientes: a) elegir los factores cuya influencia se desea evaluar (ejemplos: pH, temperatura, concen- tración de algunos reactivos, orden de adición de reactivos, etc) b) elegir los valores de dichos factores. General- mente se estudian dos valores situados alre- dedor del valor indicado (valor nominal) c) elegir la respuesta cuya variación se quiere controlar (ejemplo: la exactitud del resultado, la precisión, etc.) d) planificar y llevar a cabo los análisis e) evaluar los efectos de los distintos factores 7 Otras características de los métodos7 Otras características de los métodos analíticosanalíticos A continuación se considera brevemente otras caracte- rísticas de los métodos como la rapidez, el costo y los aspectos ambientales y de seguridad, que en algunos casos pueden ser decisivos para la selección. En algunos casos, la rapidez puede ser un factor pre- dominante sobre criterios tan básicos como la exac- titud o la precisión, pudiendo elegir para estos casos métodos cualitativos o semicuantitativos. En otros casos, donde el tiempo de respuesta no es de- cisivo, pero si lo es el número de muestras a analizar, el uso de técnicas automatizadas, que trabajen sin la pre- sencia del operador podrá ser un criterio importante. El tema de los residuos generados es importante ma- nejarlo desde la selección del método. Al aumentar la cantidad de análisis que se realicen se incrementará la generación de residuos. En caso de no contar con métodos de eliminación apropiados, los mismos serán almacenados en el laboratorio con el riesgo que eso implica. El uso de solventes y otros reactivos nocivos, en algu- nos casos pueden ser sustituidos por otros menos per- judiciales para el trabajador y el ambiente de trabajo.
  31. 31. Directrices para la Acreditación 31IV. Selección y validación de los métodos analíticos 8 Resumen8 Resumen Es recomendable documentar la planificación de la validación, donde quede resumida toda la informa- ción previa y obtenida a partir del desarrollo. La documentación de la validación debe incluir: Alcance Elementos de entrada: Rango de aplicabilidad del método• Tipo de matriz a ser analizada• Un resumen de los datos de la validación• Criterios para la aceptación de los resultados• Acciones a ser tomadas en caso de resultados no con-• formes Elementos de salida: Aprobación formal de la validación de la metodología• Redacción de procedimiento normalizado de operación,• rutas de análisis, etc. Comunicación de la validación a los clientes que lo solicitaron 9 Validación de métodos microbiológicos9 Validación de métodos microbiológicos Respecto a los métodos microbiológicos, la Guía G- ENAC-04 proporciona directrices específicas para la acreditación de laboratorios que realizan ensayos mi- crobiológicos. Este documento desarrolla aspectos relacionados con la validación de los métodos a fin de facilitar a los laboratorios la implantación de este as- pecto y su evaluación. Otra norma de aplicación para validación de estas metodologías es la ISO/TR 13843. Al igual que en otros tipos de metodologías, la valida- ción está íntimamente relacionada con los aspectos de aseguramiento de la calidad de resultados de ensayo y el cálculo o estimación de la incertidumbre. Este úl- timo no es aplicable en metodologías cualitativas (en los que la respuesta se expresa en términos de pre- sencia/ausencia) ni para NMP (número más probable), sí es de aplicación para metodologías cuantitativas (conteo de unidades formadoras de colonias) para las cuales se puede utilizar la guía G-ENAC-09 o ISO/TS 19036:2006 para expresión de la incertidumbre. El aseguramiento de calidad de resultados de ensayo debe contar con un adecuado control interno y exter- no. Todas las actividades de aseguramiento de la cali- dad deben planificarse de forma que en el tiempo y en función del alcance del método se incluya una adecua- da representación de la variedad de matrices con las que trabaja el laboratorio. Dentro del control interno se destaca: Control de las condiciones de trabajo: propor-• ciona información sobre la esterilidad de los medios, materiales auxiliares utilizados y sobre la buena práctica en la realización de los en- sayos en general. Ejemplos de estos controles son: siembra por duplicado de placas, verifi- cación del factor de dilución, intralaboratorios, muestras blanco, control de medios de cultivo, controles ambientales, calificación del personal, etc. Deben existir criterios para la desviación permitida. Dentro del control externo se destaca: La participación en intercomparaciones que• permite una evaluaciÀ_rpm-a

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